弧面限位移动防磨抽油杆及其制造方法与流程

本发明属于油田有杆泵泵抽采油工艺，防偏磨技术领域，涉及的是一种弧面限位移动防磨抽油杆及其制造方法。

背景技术：

在现有的油田有杆泵泵抽采油工艺中，防偏磨的工具比较多，较好的只有少数几种。如卡箍式抽油杆扶正器、柱状式抽油杆扶正器和螺旋固定式抽油杆防偏磨器。它们起到了扶正抽油杆，防止抽油杆偏磨作用。同时都存在一些较突出的问题； 1）卡箍式抽油杆扶正器：能扶正抽油杆，减缓抽油杆和抽油管磨损，但由于该扶正器由两个半块扶正体组成，利用其自身R=0.5毫米的拉筋与抽油杆嵌合，使用时再由人工套装在抽油杆上。这种结构存在三个较突出的问题；一是扶正体与抽油杆的连接，是由两个半块扶正体利用本身的卡扣、卡槽相互嵌合，套装在抽油杆上。当抽油杆产生偏磨时，将扶正体的卡扣、卡槽磨损，扶正体容易脱落，造成卡井的重大事故。二是由于扶正体与抽油杆的连接，是套装并利用扶正体内的拉筋与抽油杆嵌合，因此扶正体与抽油杆轴向锁紧力小。使用时，因抽油井内的摩擦力和温度变化，容易造成扶正器松动，并在抽油杆上串动，防偏磨的作用失效。三是安装困难；卡箍式抽油杆扶正器是现场由作业工人用开水将扶正器加热后，套装在抽油杆上，扶正器的内径与抽油杆外径很难吻合，因此安装困难。2）柱状式抽油杆扶正器：存在如下缺陷，因该扶正器只能安装在抽油杆两端接箍的丝扣上。一是只能减缓抽油杆接箍的磨损，对于长度为9米的抽油杆本体中间部位不能扶正、防磨，起不到防偏磨作用。二是柱状扶正器的导向齿容易损坏脱落，造成卡井事故。三是钢制接头与抽油杆的应力不一致，容易断裂造成躺井事故。四是钢制接头直经大，限制了扶正体的尺寸，流油通道截面积有限，阻力大，增加了抽油机负荷，影响油井产液量，而且上述产品均无刮蜡的功能。3）本案发明人之前拥有螺旋型固定式抽油杆防偏磨器专利，经过油田多年使用结果证明，能扶正抽油杆、防止抽油杆接箍和抽油杆本体中间的偏磨效果显著，但其存在的问题是：防偏磨器的外圆设计是柱状的，当油井弯曲角度过大，强制抽油杆弯曲时，由于柱状防偏磨器产品两端的阻碍，使抽油杆自身的弯曲强度受到限制，局部产生应力，容易造成抽油杆折断。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种弧面限位移动防磨抽油杆，即能防止抽油杆接箍偏磨又能防止抽油杆本体偏磨，还可以防止抽油杆折断、脱落，使扶正体在需要时可以移动，同时具有刮蜡，防止抽油杆脱扣的作用。

本发明的另一目的在于提供一种弧面限位移动防磨抽油杆的制造方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术解决方案是：一种弧面限位移动防磨抽油杆，包括抽油杆本体、安装在抽油杆本体上的限位器和扶正体，其特征在于：限位器为多个，限位器通过浇铸固定连接在抽油杆本体上，扶正体通过浇铸固定在两相邻的限位器之间的抽油杆本体上，所述扶正体圆周侧有数条凸台和凹槽，两凸台之间的凹槽作为流油通道，所述扶正体外圆呈弧面状（橄榄状）或者圆柱状。

所述凸台和凹槽呈螺旋形或直筋状。

所述的限位器分为内层和外层，所述内层为紧密缠绕于抽油杆本体上的柔性材料，所述外层为浇铸并包裹内层的高分子材料。

所述的柔性材料限位器内层为多层弹性纤维材料，所述限位器内层与限位器外层之间还设有对所述内层进行捆扎的捆扎层。

所述的捆扎层为扎丝、扎带、绳索材料缠绕于所述多层弹性纤维材料表面。

一种弧面限位移动防磨抽油杆的制造方法，其特征在于按下述步骤操作：

（1）浇铸形成具有内层和外层结构的限位器

在抽油杆本体上按适当间距设计限位器位置，用柔性材料在所述限位器位置处缠绕形成内层，由捆扎层将柔性材料捆扎于抽油杆本体上，然后用高分子材料在扎紧的柔性材料外层浇铸，固定于抽油杆本体上，形成具有内层和外层结构的限位器；

（2）扶正体浇铸

在限位器之间的抽油杆本体上涂覆一层可溶解的涂层，在涂层外用高分子材料浇铸形成扶正体，所述浇铸的扶正体为固定或滑动的，使用中，溶解涂层可以溶解，扶正体在抽油杆本体的两个限位器之间滑动。

在柔性材料缠绕形成限位器内层时加入粘合剂。

采用上述技术方案的有益效果：本发明弧面限位移动防磨抽油杆，以抽油杆为主体，将限位器和扶正体，安装在抽油杆本体需要的位置上组合而成。由于限位器是通过浇铸牢固的连接在抽油杆本体上，扶正体是安装在两相邻的限位器之间，并可以在抽油杆本体需要的位置内移动，移动的距离视限位器的间距确定。

该弧面限位移动防磨抽油杆的制造方法中，限位器的浇铸用柔性材料在所述限位器位置处缠绕形成内层，由捆扎层将柔性材料捆扎于抽油杆本体上，然后用高分子材料在扎紧的柔性材料外层浇铸，限位器与抽油杆本体固定牢固，常温下其轴向锁紧力可以达到14KN-16KN，加温后（70-120℃）轴向锁紧力可以达到6KN，保障了限位器在使用中不会窜动。

所述扶正体在浇铸时，在抽油杆本体上涂覆一层可溶解的涂层，在涂层外用浇铸高分子材料，使用中，溶解涂层被油井产出液溶解，扶正体可在抽油杆本体的两个限位器之间滑动。本发明在使用中，当抽油井弯曲角度过大时，抽油杆上的扶正体和抽油管内壁摩擦力过大，在扶正体相对静止的状态下，抽油杆可以在扶正体内滑动，避免抽油杆局部弯曲过大造成断杆，达到防止抽油杆折断的目的。扶正体外缘的柱面上采用弧面螺旋凸台或弧面直筋凸台的结构设计，具有如下优点：1、使扶正体与抽油管内壁形成均匀的圆柱面接触，改变了现有技术产品的线接触模式，减缓或避免了抽油杆、扶正体和抽油管的偏磨。2、在油井内弯曲角度大的井段，当扶正体被卡时，由于扶正体的外圆采用弧面设计（橄榄状），扶正体在抽油杆的作用下也会相应的改变角度，避免抽油杆折断。3、弧面螺旋凸台相对抽油管内壁，形成的圆柱面接触，当扶正体在抽油管内运动时，使抽油管内壁的蜡晶体无法结晶，起到了既能扶正抽油杆、抽油管，防止偏磨又能刮蜡的多重功能。4、限位器与抽油杆本体牢固的浇铸在一起，因此扶正体只能在限位器之间设定范围内移动，不会造成限位器移位、串动，扶正体表面磨损后也不会脱落油井下，造成卡井事故。

由于弧面螺旋凸台的设计，使扶正体由原来的圆柱面，改变为现在的弧型面（橄榄状），加大了扶正体流油通道截面积，使油井产出液流动顺畅，合理的改变了扶正体外缘凸台的长度，有效地避免了扶正体下井时碰撞井口，减少了扶正体与抽油管的摩擦力，减轻了抽油机的负荷。

对于油井斜度大、坐封影响等原因造成严重偏磨的油井，本发明通过在抽油杆上的多个扶正体的扶正，有效的防止抽油杆接箍和抽油杆本体相对于抽油管内壁的偏磨，解决了抽油杆的接箍和本体的偏磨问题。

与现有技术相比，解决了油田有杆泵泵抽采油工艺设备中，防止抽油杆接箍和抽油杆本体偏磨及抽油杆折断的难题。实现了防偏磨和刮蜡同时进行的目的，延长了油井检泵周期，减少了维护作业井次，延长了抽油杆和抽油管使用寿命，减轻了工人的劳动强度，提高了油井产液量，降低了采油成本，而且制造方便。

附图说明

图1是本发明扶正体的结构示意图。

图2是图1所示本发明结构示意的俯视图。

图3是图1所示本发明结构的使用状态示意图。

图4是图3所示使用状态示意图的俯视图。

图5是本发明限位器的结构示意图。

图6是图5所示本发明结构的俯视图。

图中，1.抽油杆接箍、2.抽油杆本体、3.第一限位器、4.扶正体、5.第二限位器、6.抽油杆的丝扣、7.抽油井油管、8.螺旋凸台、9.螺旋凹槽（流油通道）、10.弧形面。

具体实施方式

如图3、4、5、6所示，由高分子材料在抽油杆本体2需要的位置上浇铸制造成限位器3，再用同样材料在抽油杆本体2上两相邻的第一限位器3和第二限位器5之间，浇铸上扶正体4，扶正体4可以是滑动的也可以是固定的，形成以抽油杆本体2为中心，浇铸上第一、二限位器3、5和扶正体4为一体的弧面限位移动防磨抽油杆。

如图1、2所示，所述扶正体4外圆周侧的弧面上有四条螺旋凸台8，其相邻两螺旋凸台8之间有螺旋凹槽9作为油流通道，扶正体4的外圆制成弧形面10（橄榄状）。

所述扶正体圆周侧的数条凸台呈直筋状，两凸台之间的凹槽为直线形的凹槽，作为流油通道，所述扶正体外圆呈圆柱状。

现有技术中柱状扶正器在油井的弯曲井段，由于扶正体的外圆是圆柱型的，而且安装在抽油杆丝扣6上。当抽油机运行时，抽油杆本体2也在抽油井油管7内运行，由于柱状扶正器的两端阻碍了抽油杆本体2自然弯曲，使抽油杆本体2的局部产生应力，因此造成抽油杆本体2和柱状扶正器折断的严重事故。

本发明在于克服上述柱状扶正器等的产品不足，使扶正体4可以在抽油杆本体2上，两相邻的第一、二限位器3、5之间移动，而且扶正体4的外圆是弧形面的。当抽油杆本体2在抽油井油管弯曲角度大的井段往复运行时，扶正体4可以随着弯曲井段的角度改变而改变自身的角度，消除了抽油杆本体2局部产生的应力，扶正体4在抽油井油管7内弯曲角度大的井段受阻时，抽油杆本体2还可以在扶正体4内部、第一、二限位器3、5之间滑动，消除了因抽油井油管弯曲角度大造成的抽油杆本体2产生的应力，避免了抽油杆本体2折断的严重事故。

由于扶正体4的外圆是弧形面（橄榄状），当抽油机工作，抽油杆本体2在抽油井油管7内往复运行时，与抽油井油管7内壁接触面减少，扶正体4相对于抽油井油管7内壁运动时的摩擦力降低，因此降低了抽油机的负荷。由于扶正体4的外圆是弧形面（橄榄状），作业时能顺利地进入抽油井油管7内。

扶正体4的外圆弧型面上的螺旋凸台8，螺旋凹槽9采用螺旋型设计，螺旋凸台8与抽油井油管7内壁形成面接触。由于抽油机运行的最大冲程是4.5米，而且扶正体4与另一扶正体之间的距离小于4米。当抽油杆本体2在抽油井油管7内往复运行时，扶正体4外圆弧形面上的螺旋凸台8摩擦抽油井油管7内壁，使原油的蜡晶体在抽油井油管7内即被扶正体4刮除，达到刮蜡的目的。同时又起到扶正抽油杆本体2的目的，达到防止抽油杆接箍1和抽油杆本体2磨损，又防止第一、二限位器3、5移位、串动、脱落，还能刮蜡的多重功效。而且螺旋凹槽9的流油通道增大，液体过流顺畅。

该弧面限位移动防磨抽油杆的制造方法，其特征在于按下述步骤操作：

1、浇铸形成具有内层和外层结构的限位器

在抽油杆本体上按适当间距设计限位器位置，具体安装方法：用布或其他柔性材料在抽油杆本体上紧密缠绕形成内层，缠绕时适度加入粘合剂，由扎丝、扎带、绳索或其他物品扎紧，用高分子材料在扎紧的布或其他柔性材料位置上浇铸外层，从而制成限位器，保证限位器在抽油杆本体上不能串动、移位。

（2）扶正体浇铸

在限位器之间的抽油杆本体上涂覆一层可溶解的涂层，在涂层外用高分子材料浇铸形成扶正体，所述浇铸的扶正体为固定或滑动的，使用中，溶解涂层可以溶解，扶正体在抽油杆本体的两个限位器之间滑动。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。